JP2001088769A - 電動自転車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動力ユニットとバッテリーとの間の空間を狭
く形成しながら、バッテリー接続用電極端子の組付け作
業および配線作業を簡単に行えるようにする。 【解決手段】 動力ユニット４のハウジング３１の上端
部に、バッテリー１６が着脱自在に接続されるバッテリ
ー接続用電極端子２６を上方に突出するように一体的に
設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ペダルクランク軸
を回転自在に支持する動力ユニットの上方にバッテリー
を搭載した電動自転車に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電動自転車は、車体フレ
ームのシートチューブと後輪の間にバッテリーを搭載し
ている。このバッテリーは、動力ユニットの上方に配設
したバッテリー用支承部材に下端部を着脱自在に嵌合さ
せている。

【０００３】前記支承部材は、バッテリーの下端部に設
けた放電用電極端子を接続するためのバッテリー接続用
電極端子を備えている。このバッテリー接続用電極端子
は、バッテリーの下端部を支承部材に嵌合させることに
よって、前記放電用電極端子に接続する構造を採ってい
る。

【０００４】また、バッテリー接続用電極端子は、動力
ユニット側のコントローラに配線を介して接続してい
る。この配線の途中には、配線をバッテリー接続用電極
端子と動力ユニット側とに分断するためのコネクタを介
装している。すなわち、バッテリー接続用電極端子は、
車体（モータ用支承部材）への組付けを動力ユニットと
は別の工程で行ない、動力ユニットを車体に搭載した状
態で前記コネクタを接続して動力ユニットに電気的に接
続している。

【０００５】さらに、この電動自転車は、雨水や、前輪
または後輪が跳ね上げた水がかかるのを阻止するため
に、前記支承部材と動力ユニットとの間を外装カバーで
覆っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、バッテリー
用支承部材のバッテリー接続用電極端子と動力ユニット
を接続する配線は、大電流を流すことができるように相
対的に太いものを使用するから、コネクタを接続する配
線作業が簡単にできるように、動力ユニットとバッテリ
ー用支承部材との間に作業スペースを広く形成しなけれ
ばならないという問題があった。しかも、前記配線およ
びコネクタを覆う外装カバーも大型化するばかりか、意
匠上の自由度が小さくなるという問題もあった。

【０００７】また、相対的に小さいバッテリー接続用電
極端子を車体に組付けてから動力ユニットを車体に組付
け、その後に前記配線作業を行わなければならないか
ら、組付け作業の作業性が低くなるという問題があっ
た。

【０００８】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、動力ユニットとバッテリーとの間の
空間を狭く形成しながら、バッテリー接続用電極端子の
組付け作業および配線作業が簡単に行えるようにするこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明に係る電動自転車は、動力ユニットのハウジン
グの上端部に、バッテリーが着脱自在に接続されるバッ
テリー接続用電極端子を上方に突出するように一体的に
設けたものである。

【００１０】本発明によれば、バッテリー接続用電極端
子に接続する配線を全て動力ユニットの内方に収容する
ことができる。また、バッテリー接続用電極端子を動力
ユニットに組付ける作業は、動力ユニットを車体に搭載
する以前に作業スペースが広い状態で行うことができ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電動自転車の
一実施の形態を図１ないし図２７によって詳細に説明す
る。図１は本発明に係る電動自転車の側面図、図２は動
力ユニット搭載部分を拡大して示す側面図、図３は車体
フレームにおける動力ユニット支持部分の側面図、図４
はカバーを外した動力ユニットの左側面図、図５は同じ
く右側面図、図６は図４におけるVI−VI線断面図、図７
は図５におけるVII−VII線断面図である。

【００１２】図８は動力ユニットハウジングの左側面
図、図９は同じく右側面図、図１０は図８におけるX−X
線断面図、図１１は図９におけるXI−XI線断面図、図１
２は電極端子取付部を拡大して示す平面図である。図１
３はコントローラの平面図、図１４は同じく側面図、図
１５は同じく底面図、図１６は図１３におけるXVI−XVI
線断面図である。

【００１３】図１７は電極端子を示す図で、同図（ａ）
は平面図、同図（ｂ）は正面図、同図（ｃ）は側面図で
ある。図１８はバッテリー支持部材の側面図で、同図は
荷重受け部材とガイド部材の結合部分を破断して描いて
ある。図１９はバッテリー搭載部分の平面図、図２０は
動力ユニット支持用ブラケットの底面図、図２１は荷重
受け部材の平面図、図２２は荷重受け部材における電極
端子を挿入する部分の断面図である。

【００１４】図２３はガイド部材を示す図で、同図
（ａ）は背面図、同図（ｂ）は（ａ）図におけるＢ−Ｂ
線断面図、同図（ｃ）は（ａ）図におけるＣ−Ｃ断面図
である。図２４はバッテリーの左側面図、図２５は同じ
く背面図、図２６は平面図、図２７は底面図である。

【００１５】これらの図において、符号１で示すものは
この実施の形態による電動自転車である。この電動自転
車１は、サドル２の下方であって車体フレーム３のハン
ガー部に動力ユニット４を搭載し、人力のみによって後
輪５を駆動して走行する形態と、人力と後述するモータ
の動力との合力で後輪５を駆動して走行する形態とを採
ることができる構造を採っている。

【００１６】前記車体フレーム３は、フロントフォーク
６を操舵自在に支持するヘッドパイプ７と、このヘッド
パイプ７から後下がりに延びるダウンチューブ８と、こ
のダウンチューブ８の下端部から図１〜図３に示すよう
に上方に延びて上端に前記サドル２を取付けたシートチ
ューブ９と、このシートチューブ９の上端部から後下が
りに延びるシートステー１０と、前記シートチューブ９
の下端部に動力ユニット支持用ブラケット１１を介して
接続したチェーンステー１２などから形成している。前
記シートステー１０およびチェーンステー１２は、それ
ぞれ左右方向に対をなすように形成し、後端部にエンド
ブラケット（図示せず）を介して後輪５を回転自在に支
持している。

【００１７】前記フロントフォーク６は、下端部に前輪
１３を回転自在に取付けるとともに、上端部に操向ハン
ドル１４を取付けている。前記ダウンチューブ８とシー
トチューブ９との接続は、ラグ１５を介して行ってい
る。このラグ１５は、動力ユニット４の前端部を支持す
るブラケットを兼ねるように形成している。

【００１８】シートチューブ９の上端部に設けたサドル
２は、図２に示すように、後側下部に突設した操作レバ
ー２ａを上方へ引き上げることによって、前部の枢軸２
ｂを中心にして後部が上方へ移動するように回動させる
ことができる構造を採っている。サドル後部を引き上げ
ることによって、シートチューブ９と後輪５との間の空
間が上方に向けて開放される。この空間にバッテリー１
６を配設している。

【００１９】バッテリー１６は、図２４〜図２７に示す
ように、縦長の箱状に形成したバッテリーボックス１７
に多数のバッテリーセル（図示せず）を収納した構造を
採り、図２に示すように、前記動力ユニット支持用ブラ
ケット１１の上面に取付けたバッテリー支持部材１８に
着脱可能に搭載している。

【００２０】前記バッテリーボックス１７は、上端部に
取手１９、充電端子２０および残量計２１（図２６参
照）を取付けるとともに、下端部に放電端子２２を装着
している。バッテリーセルは、従来からよく知られてい
るＮｉ−ＭＨ単電池やＮｉ−Ｃｄ単電池などを使用し、
それぞれを直列に接続している。

【００２１】前記取手１９は、図２６に示すように、平
面視コ字状に形成し、両端部を支軸１９ａによってバッ
テリーボックス１７に回動自在に支持させている。この
取手１９を図に示す収納位置に位置付けた状態で取手１
９の把持部分１９ｂによって覆われる位置に、前記充電
端子２０の接続口を形成している。

【００２２】前記残量計２１は、インジケータランプ２
１ａを複数備え、スイッチ２１ｂが操作されたときにイ
ンジケータランプ２１ａをバッテリー残量に対応する数
量だけ点灯させる構造を採っている。

【００２３】前記放電端子２２は雌型接触子２２ａ（図
２および図２７参照）を備えている。この雌型接触子２
２ａは、後述する動力ユニット側の電極端子の雄型接触
子が下方から着脱可能に嵌合する構造を採っている。

【００２４】前記バッテリー支持部材１８は、図１８に
示すように、バッテリー１６を支承するための荷重受け
部材２３と、バッテリー後部を保持するためのガイド部
材２４とから形成している。荷重受け部材２３は、合成
樹脂によって成形し、図２１および図２２に示すよう
に、底板２３ａと、車体の左右方向の両端部の側壁２３
ｂ，２３ｃと、後端部の後壁２３ｄとを一体に形成し、
底板２３ａを図１９に示すように３本の固定用ボルト２
５によって動力ユニット支持用ブラケット１１の上面に
固定している。

【００２５】前記底板２３ａには、図２１に示すよう
に、動力ユニット４側の電極端子２６を挿入するための
開口２３ｅを形成している。なお、動力ユニット支持用
ブラケット１１は、図２０に示すように、前記電極端子
２６と対応する部分を他の部分より幅が狭くなるように
形成し、電極端子２６との干渉を避ける構造を採ってい
る。

【００２６】荷重受け部材２３の側壁２３ｂ，２３ｃお
よび後壁２３ｄは、これら各壁の内側にバッテリーボッ
クス１７の下端部が嵌合できるように形成している。ま
た、この荷重受け部材２３の車体左側の後部には、図２
２に示すように、バッテリー１６を搭載した状態で施錠
するためのキーロック装置２７を取付けている。

【００２７】前記ガイド部材２４は、図２３に示すよう
に、上下方向に長い板状に合成樹脂によって成形し、下
端部の係止片２４ａと、左右方向の両端部から上端部に
延びる係合片２４ｂを一体に形成している。

【００２８】前記係止片２４ａは、前記荷重受け部材２
３の後壁２３ｄに形成した係合孔２３ｆ（図２１参照）
に上方から係入して固定される構造を採っている。な
お、このガイド部材２４の上端部は、図２に示すよう
に、ガイド部材支持用ブラケット２８を介してシートス
テー１０に支持させている。このガイド部材支持用ブラ
ケット２８は、上端部をシートステー１０に溶接してい
る。

【００２９】前記係合片２４ｂは、図２３（ａ）に示す
ように、後方から見て下向きＵ字状に形成し、バッテリ
ーボックス１７の後壁１７ａに図２５および図２７に示
すように形成したガイド溝２９に嵌合する構造を採って
いる。ガイド溝２９は、前記後壁１７ａの下端部で下方
に向けて開口し、この後壁１７ａの下端部から後壁１７
ａに沿って後壁上端部まで延びるように形成している。
すなわち、ガイド溝２９にガイド部材２４の係合片２４
ｂを下方から嵌合させることによって、バッテリーボッ
クス１７の後部をガイド部材２４で左右方向および前後
方向に保持することができる。

【００３０】前記動力ユニット４は、図４〜図１２にお
いて符号３１で示す動力ユニットハウジング（以下、単
にハウジングという）と、このハウジング３１の車体左
側に図２に示すように取付用ボルト３２，３３によって
着脱可能に取付けたモータカバー３４およびコントロー
ラカバー３５と、ハウジング３１の車体右側に図６に示
すように取付用ボルト３６によって着脱可能に取付けた
ギヤカバー３７に、後述する各部材を組付けることによ
って形成している。

【００３１】この動力ユニット４の車体フレーム３への
固定は、図２に示すように、前記ハウジング３１の前端
部を固定用ボルト３８で前記ラグ１５に固定するととも
に、上端部と後端部とを前記動力ユニット支持用ブラケ
ット１１に固定用ボルト３９，４０で固定することによ
って行っている。前記ラグ１５における固定用ボルト３
８を挿通させるボルト孔を図３において符号４１で示
し、動力ユニット支持用ブラケット１１における固定用
ボルト３９，４０を挿通させるボルト孔を符号４２で示
す。

【００３２】この実施の形態では、上述したように動力
ユニット４を車体フレーム３に搭載した状態で、図１に
示すように合成樹脂製の外装カバー４３で覆っている。
この外装カバー４３は、動力ユニット４の車体左側を覆
う左側半部４３ａと、動力ユニット４の車体右側を覆う
右側半部とから構成し、車体フレーム３に固定してい
る。

【００３３】前記ハウジング３１およびカバー３４，３
５，３７に組付ける各部材とは、図６に示すように、ハ
ウジング３１を車体の左右方向に貫通するペダルクラン
ク軸５１と、このペダルクランク軸５１より車体の後方
（図６の下側）に配設したモータ５２と、ペダルクラン
ク軸５１より車体の前方に配設したコントローラ５３
と、ハウジング３１の車体右側に配設した歯車式動力伝
達装置５４と、人力の大きさを検出するためのセンサ５
５（図４参照）と、電極端子２６（図４，５参照）など
である。

【００３４】前記ハウジング３１は、アルミニウム合金
を材料として鋳造によって成形し、図８〜図１１に示す
ように、枠状の外周壁５６と、この外周壁５６の内方で
上下方向および前後方向に延びる縦壁５７とを一体に形
成している。前記縦壁５７には、図１０および図１１中
に符号５８で示す円筒状のボスと、図８中に符号５９で
示す側面視円弧状の仕切壁とを車体左側に突出するよう
に一体に形成している。

【００３５】この実施の形態では、仕切壁５９をボス５
８の一部を構成するとともに、ボス５８の後側で上下方
向に延びるように形成している。また、前記外周壁５
６、ボス５８および仕切壁５９の車体左側の端面は、図
４および図８に示すように、同一平面上に形成してい
る。

【００３６】前記仕切壁５９と外周壁５６の後端部とに
よって、車体左側から見て円形のモータ用収容室６０を
形成し、前記ボス５８および仕切壁５９より車体の前方
にコントローラ用収容室６１を形成している。すなわ
ち、前記ボス５８と仕切壁５９は、ハウジング３１内の
車体左側をモータ用収容室６０とコントローラ用収容室
６１とに画成している。モータ用収容室６０の開口は、
前記モータカバー３４によって閉塞し、コントローラ用
収容室６１の開口は、前記コントローラカバー３５によ
って閉塞している。

【００３７】モータカバー３４は、図２に示すように円
板状に形成し、前記仕切壁５９と前記外周壁５６の後端
部の車体左側の端面にシール部材６２（図６参照）を介
して対接させている。コントローラカバー３５は、コン
トローラ用収容室６１の側面形状と略等しい形状に形成
し、ボス５８、仕切壁５９および外周壁５６の他の部位
の車体左側の端面に前記シール部材６２を介して対接さ
せている。

【００３８】前記外周壁５６、ボス５８および仕切壁５
９の車体左側の端面（カバーの合わせ面）は上述したよ
うに同一平面上に形成しているから、この実施の形態で
は一つのシール部材６２でモータカバー３４とハウジン
グ３１との間と、コントローラカバー３５とハウジング
３１との間とをシールする構造を採っている。

【００３９】一方、前記縦壁５７より車体右側には、図
６に示すように、ギヤカバー３７との間に歯車用収容室
６３を形成している。

【００４０】前記ペダルクランク軸５１は、図６に示す
ように、前記ボス５８に挿通させてハウジング３１を車
体の左右方向に貫通しており、車体左側の端部を軸受６
４によってボス５８に回転自在に支持させるとともに、
車体右側の端部をギヤカバー３７に軸受６５，６６およ
び後述する合力軸６７を介して回転自在に支持させてい
る。このペダルクランク軸５１の両端部に、ペダル６８
（図１参照）を有するクランク６９を固定している。

【００４１】前記合力軸６７は、ペダルクランク軸５１
とギヤカバー３７との間に介装した円筒７１と、この円
筒７１におけるギヤカバー３７の内側の部位に径方向の
外側に延びるように一体に形成した円板７２と、この円
板７２の外周部に一方向クラッチ７３を介して接続した
リングギヤ７４と、前記円板７２の外周部に固着した円
環状のストッパープレート７５とから構成している。前
記一方向クラッチ７３は、リングギヤ７４から円板７２
に動力を伝達する構造を採っている。前記ストッパープ
レート７５は、リングギヤ７４が円板７２から外れるの
を阻止するために設けている。

【００４２】前記円筒７１は、ギヤカバー３７から車体
右側に突出させ、突出側端部に後輪駆動用のチェーンス
プロケット７６を固定している。このチェーンスプロケ
ット７６と、後輪５のフリーホイール（図示せず）とに
チェーン７７を巻掛けている。すなわち、合力軸６７が
回転することによって、この回転がチェーン７７を介し
て後輪５に伝達され、後輪５が回転する。

【００４３】前記モータ５２は、インナーロータ式のブ
ラシレスＤＣモータからなり、図４および図６に示すよ
うに、軸線方向がペダルクランク軸５１と平行になる状
態でハウジング３１のモータ用収容室６０に装着してい
る。

【００４４】詳述すると、このモータ５２は、外周部の
ステータ７８をハウジング３１における前記仕切壁５９
と外周壁後部の内周面に嵌合させて固着し、ロータ７９
の回転軸７９ａの車体右側の端部をハウジング３１の縦
壁５７に軸受８０を介して回転自在に支持させるととも
に、前記回転軸７９ａの車体左側の端部をモータカバー
３４の内側ボス３４ａに軸受８１を介して回転自在に支
持させている。

【００４５】ステータ７８のコイル７８ａは、図４に示
すように、給電用ケーブル８２を介してコントローラ５
３に接続している。この給電用ケーブル８２は、前記仕
切壁５９の下部に嵌合させたゴム製のケーブルホルダー
８３を貫通してモータ用収容室６０からコントローラ用
収容室６１に導出させている。前記ケーブルホルダー８
３は、仕切壁５９に車体左側へ向けて開放するように形
成した切欠き８４（図８参照）に車体左側から嵌合させ
ている。

【００４６】前記給電用ケーブル８３におけるコントロ
ーラ用収容室６１内に位置する部位は、図４に示すよう
に、コントローラ用収容室６１の最下部において巻回さ
せ、ハウジング３１に固定したケーブル保持部材８５で
縦壁５７側に保持させている。なお、この実施の形態で
は、前記給電用ケーブル８２の途中にコネクタ８６を介
装し、給電用ケーブル８２をモータ５２側とコントロー
ラ５３側とに分割できるようにしている。

【００４７】ロータ７９の回転軸７９ａにおける車体右
側の端部は、前記縦壁５７を貫通して前記歯車用収容室
６３に臨ませ、突出側端部に前記リングギヤ７４が噛合
する歯８７を形成している。すなわち、ロータ７９の回
転は、この回転軸７９ａからリングギヤ７４および一方
向クラッチ７３を介して合力軸６７の円板７２に伝達さ
れる。

【００４８】前記歯車式動力伝達装置５４は、図５およ
び図６に示すように、ペダルクランク軸５１に同軸状に
設けた遊星歯車式増速機９１と、合力軸６７のリングギ
ヤ７４およびモータ５２の回転軸７９ａからなる歯車な
どから構成している。

【００４９】遊星歯車式増速機９１は、遊星歯車９２を
回転自在（自転自在）に支持するキャリア９３をペダル
クランク軸５１に一方向クラッチ９４を介して接続して
いる。この一方向クラッチ９４は、ペダルクランク軸５
１からキャリア９３へ動力を伝達する構造を採ってい
る。

【００５０】この遊星歯車式増速機９１の太陽歯車９５
は、前記合力軸６７の円筒７１における車体左側の端部
に歯を形成することによって構成している。また、外周
歯車９６は、図５に示すように、外周部における車体前
側の下部から下方へ突出する第１のレバー９７と、外周
部の後側上部から後上方へ突出する第２のレバー９８と
を一体に形成し、ハウジング３１の縦壁５７に車体右側
へ向けて開口するように形成した環状凹陥部９９に外周
部を嵌合させて回動自在に支持させている。

【００５１】また、図６において外周歯車９６の車体右
側に近接させて設けた符号１００で示すものは、外周歯
車９６が前記環状凹陥部９９から外れるのを阻止するた
めのストッパーである。このストッパー１００は、外周
歯車９６の外周部が嵌合する構造を採り、ハウジング３
１の縦壁５７に車体右側から固定している。このストッ
パー１００の固定部分を図５中に符号１００ａで示す。

【００５２】外周歯車９６の前記第１のレバー９７は、
図５に示すように、遊星歯車式増速機９１の下方に配設
したトルク反力受け装置１０１を介してハウジング３１
に接続し、前記第２のレバー９８は、トーションスプリ
ング１０２に接触させている。

【００５３】前記トルク反力受け装置１０１は、ペダル
クランク軸５１が前進方向（図５において時計方向）に
回転するときに外周歯車９６に作用する反力（外周歯車
９６をペダルクランク軸５１と同一の方向に回転させる
力）を受けるためのもので、図５および図７に示すよう
に、第１のレバー９７に接続する第１のばね受け部材１
０３と、ハウジング３１に支承させた第２のばね受け部
材１０４と、これら両ばね受け部材１０３，１０４の間
に弾装した圧縮コイルばね１０５とから形成している。
また、このトルク反力受け装置１０１は、図１１に示す
ように、ハウジング３１に車体右側に開放するように形
成した凹陥部１０６に収容している。

【００５４】前記第１のばね受け部材１０３は、合成樹
脂によって成形し、第１のレバー９７の先端部を車体右
側および車体左側から挾むガイド板１０３ａ，１０３ｂ
と、圧縮コイルばね１０５の一端が嵌合する円筒１０３
ｃと、第１のレバー９７の円弧状押圧片９７ａが摺接す
る受圧板１０３ｄとを一体に形成している。

【００５５】第２のばね受け部材１０４も合成樹脂によ
って成形し、圧縮コイルばね１０５の他端が嵌合する円
筒１０４ａと、圧縮コイルばね１０５から荷重を受ける
受圧板１０４ｂと、ハウジング３１に嵌合する枢軸１０
４ｃとを一体に形成している。

【００５６】前記枢軸１０４ｃは、車体後側（図５にお
いて左側）を円柱状に形成し、ハウジング３１に形成し
た断面半円状の凹陥部１０７に摺動自在に嵌合させてい
る。このように枢軸１０４ｃをハウジング３１の凹陥部
１０７に嵌合させることによって、外周歯車９６の回動
によって第１のレバー９７の位置が周方向に変化して
も、このトルク反力受け装置１０１は圧縮コイルばね１
０５が伸縮し易いように枢軸１０４ｃを中心にして上下
方向に揺動することができる。

【００５７】このように形成したトルク反力受け装置１
０１においては、ペダルクランク軸５１が前進方向に回
転するときの反力が第１のレバー９７から第１のばね受
け部材１０３に伝達され、圧縮コイルばね１０５が人力
の大きさに対応する変形量をもって圧縮される。また、
この圧縮コイルばね１０５は、ペダルクランク軸５１に
加えられている人力が消失したときに初期の寸法まで伸
張する。このため、外周歯車９６は、走行時には人力の
大きさに対応する角度だけ図５において時計方向に回動
するようになる。

【００５８】この実施の形態では、第１のレバー９７と
第１のばね受け部材１０３との接触部と、第２のばね受
け部材１０４とハウジング３１の接触部で摺動が円滑に
なされるように、第１および第２のばね受け部材１０
３，１０４をそれぞれ自己潤滑性を有する合成樹脂材
料、例えばポリアセタールによって形成している。

【００５９】また、第２のばね受け部材１０４の枢軸１
０４ｃは、図７に示すようにハウジング３１に組込んだ
状態で、車体右側（同図の下側）の端面がハウジング３
１とギヤカバー３７との合わせ面と同一平面上に位置す
るように形成している。ギヤカバー３７は、ハウジング
３１との合わせ面を前記枢軸１０４ｃと対向する部位に
まで延在するように形成している。すなわち、第２のば
ね受け部材１０４がハウジング３１から外れるのをギヤ
カバー３７で阻止する構造を採っている。

【００６０】前記外周歯車９６の第２のレバー９８が接
触するトーションスプリング１０２は、前記第１のレバ
ー９７がトルク反力受け装置１０１から離間することが
ないように外周歯車９６を図５において時計方向に付勢
するためのものである。このトーションスプリング１０
２は、ハウジング３１の縦壁５７に立設したピン１０８
に回動自在に支持させ、一端を第２のレバー９８に接触
させるとともに、他端をハウジング３１に係止させてい
る。

【００６１】外周歯車９６における第２のレバー９８の
近傍には、センサ５５を駆動するためのピン１０９を立
設している。このピン１０９は、外周歯車９６の外周部
に車体右側へ向けて突出するように設け、センサ５５の
レバー１１０を添接させている。

【００６２】センサ５５は、ポテンショメータからな
り、図９に示すようにハウジング３１の縦壁５７に穿設
した円形孔１１１に本体５５ａを嵌合させ、図４に示す
ように、ハウジング３１の縦壁５７における車体左側で
あって、前記ボス５８および仕切壁５９と、後述するコ
ントローラ５３との間に、固定用ボルト１１２によって
固定している。

【００６３】このセンサ５５の入力軸５５ｂ（図５参
照）は、前記本体５５ａから車体右側に突出させ、突出
側端部に前記レバー１１０を固着している。すなわち、
外周歯車９６が回動してピン１０９がレバー１１０を回
動させることによって、センサ５５の出力が増減する構
造を採っている。

【００６４】この実施の形態では、外周歯車９６は人力
の大きさに対応する角度をもって図５において時計方向
に回動するから、前記レバー１１０は、人力の大きさに
対応する角度だけ図５において反時計方向に回動する。
レバー１１０が反時計方向に最も大きく回動したときの
位置を図５中に二点鎖線で示す。この二点鎖線で示す位
置までレバー１１０が回動するのは、前記トルク反力受
け装置１０１の第１のばね受け部材１０３が第２のばね
受け部材１０４に当接するまで外周歯車９６が時計方向
に回動したときである。

【００６５】このセンサ５５の出力の増減に対応するよ
うに、後述するコントローラ５３がモータ５２の出力を
増減させる。コントローラ５３は、図４、図６、図１３
〜図１６に示すように、プリント配線板１２１に電子部
品を実装するとともにヒートシンク１２２を取付けた構
造を採り、ハウジング３１内のコントローラ用収容室６
１における車体前側の端部にプリント配線板１２１の主
面が車体の前後方向を指向するように立てて配設してお
り、前記ヒートシンク１２２を介してハウジング３１の
縦壁５７に固定している。

【００６６】前記プリント配線板１２１は、モータ制御
用のＦＥＴ１２３を６個、プリント配線板１２１の両端
部に３個ずつ並ぶように立てて実装し、ＦＥＴ１２３と
は反対側に、電解コンデンサ１２４を実装するとともに
各種のケーブルを接続している。また、図示してはいな
いが、プリント配線板１２１におけるＦＥＴ１２３を実
装した実装面にＣＰＵや他の電子部品を実装している。

【００６７】前記ヒートシンク１２２は、アルミニウム
合金を材料としてダイキャスト法によって成形し、プリ
ント配線板１２１の両端部（図４においては車体左側の
端部と車体右側の端部）と対向する側板１２５，１２５
と、これらの側板１２５どうしを接続する第１〜第３の
クロスメンバ１２６〜１２８とを一体に形成している。
前記側板１２５にＦＥＴ１２３の放熱部１２３ａ（図１
６参照）を取付用ねじ１２９によって固定している。

【００６８】また、前記側板１２５は、図４に示すよう
に、コントローラ５３をハウジング３１に組付けた状態
でハウジング３１の外周壁５６の内周面に略沿うよう
に、換言すれば側面形状が車体の前方に向けて凸になる
円弧状になるように形成している。この側板１２５の最
も車体前側に位置する部分に前記第２のクロスメンバ１
２７を設け、上下方向の両端部に第１および第３のクロ
スメンバ１２６，１２８を設けている。また、この側板
１２５には、プリント配線板１２１側に突出する４個の
突起１２５ａを一体に形成している。この突起１２５ａ
および側板１２５を貫通する４本の取付用ボルト１３０
によって、プリント配線板１２１にヒートシンク１２２
を固定している。

【００６９】コントローラ５３のハウジング３１への固
定は、前記第１および第３のクロスメンバ１２６，１２
８のうち、下側の第１のクロスメンバ１２６の近傍の側
板１２５を貫通する固定用ボルト１３１と、第３のクロ
スメンバ１２８を貫通する固定用ボルト１３２を縦壁５
７のねじ孔１３３（図８参照）に車体左側から螺着する
ことによって行っている。このようにコントローラ５３
をハウジング３１に固定することによって、ヒートシン
ク１２２の車体右側の側板１２５が図６に示すように縦
壁５７に接触し、ＦＥＴ１２３の熱をハウジング３１に
伝導によって放散させることができる。

【００７０】前記プリント配線板１２１に接続する配線
は、図４に示すように、前記モータ５２に給電するため
の給電用ケーブル８２の他に、バッテリー１６に接続す
る４本のケーブル１３４〜１３７と、前記センサ５５の
ケーブル１３８と、操向ハンドル１４のスイッチボック
ス１３９（図１参照）に接続するケーブルおよびヘッド
ランプ１４０（図１参照）に接続するケーブルなどがあ
る。

【００７１】これらのケーブルのうちバッテリー１６に
接続するケーブル１３４〜１３７は、先端を前記電極端
子２６に接続している。この実施の形態では、前記４本
のケーブル１３４〜１３７のうち相対的に太い２本のケ
ーブル１３５，１３６（電源ケーブル）の途中にコネク
タ１４１を介装している。なお、相対的に細い他の２本
のケーブル１３４，１３７（信号ケーブル）にも途中に
コネクタを介装することができる。

【００７２】前記電極端子２６は、図１７に示すよう
に、前記ケーブル１３４〜１３７の先端にそれぞれ接続
した４本の雄型接触子１４２と、これらの雄型接触子１
４２を保持する合成樹脂製のモールドケース１４３と、
ハウジング３１に取付けるためのフランジ１４４とから
形成している。この電極端子２６が本発明に係るバッテ
リー接続用電極端子を構成している。

【００７３】モールドケース１４３は、雄型接触子１４
２およびケーブル１３４〜１３７の先端部をインサート
成形することによって一体的に保持する構造を採るとと
もに、フランジ１４４を一体に形成している。モールド
ケース１４３およびフランジ１４４を形成する材料は、
絶縁性および弾性を有する合成ゴムを採用している。前
記フランジ１４４は、側縁部の全域に凹溝１４４ａを途
切れることがないよう一連に形成している。

【００７４】電極端子２６のハウジング３１への固定
は、図１２に示すようにハウジング３１の外周壁５６に
車体左側へ向けて開放する切欠き１４５を形成し、この
切欠き１４５に前記フランジ１４４を嵌合させ、コント
ローラカバー３５をハウジング３１に取付けることによ
って行う。フランジ１４４を切欠き１４５に嵌合させる
ときには、切欠き１４５の端縁を凹溝１４４ａに嵌入さ
せる。

【００７５】また、前記スイッチボックス１３９やヘッ
ドランプ１４０に接続するケーブルは、コントローラ用
収容室６１内を車体の後方へ配線し、図４に示すように
ハウジング３１の後側下部に取付けたゴム製のケーブル
ホルダー１４６を貫通してハウジング外に導出させてい
る。このケーブルホルダー１４６の取付構造は、前記電
極端子２６の取付構造と同一の構造を採っている。ケー
ブルホルダー１４６から導出させたケーブルを図２にお
いて符号１４７で示す。

【００７６】なお、スイッチボックス１３９に接続する
ケーブルは、スイッチボックス１３９に設けたメインス
イッチ（図示せず）の開閉を検出するためと、スイッチ
ボックス１３９に設けたバッテリー残量表示ランプ（図
示せず）に給電するために用いている。また、ヘッドラ
ンプ１４０に接続するケーブルは、バッテリー１６の電
力によってヘッドランプ１４０を点灯させるために用い
る。

【００７７】次に、上述したように構成した動力ユニッ
ト４を組立てる手順について説明する。動力ユニット４
の組立ては、ハウジング３１に各部材を車体の左右方向
の両側から組付けることによって行う。車体左側から組
付ける部材は、モータ５２、コントローラ５３、センサ
５５、電極端子２６、モータカバー３４およびコントロ
ーラカバー３５などであり、車体右側から組付ける部材
は、ペダルクランク軸５１、合力軸６７、遊星歯車式増
速機９１、トルク反力受け装置１０１およびギヤカバー
３７などである。

【００７８】車体左側からの部材の組付けは、先ず、モ
ータ５２のステータ７８をハウジング３１に取付け、次
いで、ロータ７９をハウジング３１に組付ける。そし
て、モータカバー３４をハウジング３１にシール部材６
２を介して取付ける。また、予めプリント配線板１２１
にヒートシンク１２２を取付けて組立てたコントローラ
５３をハウジング３１に組付けるとともに、センサ５５
および電極端子２６をハウジング３１に取付ける。この
とき、モータ５２とコントローラ５３とを接続する給電
用ケーブル８２は、コントローラ用収容室６１内で巻回
させる。相対的に太い給電用ケーブル８２をこのように
巻回させて配線することによって、コントローラ５３の
位置が給電用ケーブル８２によって規制されることがな
くなるから、コントローラ５３の組付けがし易くなる。
その後、コントローラカバー３５をハウジング３１にシ
ール部材６２を介して取付ける。

【００７９】一方、車体右側からの部材の組付けは、先
ず、遊星歯車式増速機９１のキャリア９３および遊星歯
車９２を予めペダルクランク軸５１に装着してなる組立
体をハウジング３１に組付け、遊星歯車式増速機９１の
外周歯車９６をストッパー１００とともに組付ける。外
周歯車９６を装着した後、センサ５５の入力軸５５ｂに
レバー１１０を取付け、トルク反力受け装置１０１およ
びトーションスプリング１０２を取付ける。

【００８０】しかる後、合力軸６７をペダルクランク軸
５１の車体右側の端部に組付ける。この合力軸６７は、
ペダルクランク軸５１に組付ける以前に、予め円板７２
に一方向クラッチ７３を介してリングギヤ７４を装着し
ておき、ペダルクランク軸５１に組付けるときにリング
ギヤ７４をモータ５２の回転軸７９ａに噛合させる。

【００８１】そして、ギヤカバー３７をハウジング３１
にシール部材１５１を介して取付け、後輪駆動用チェー
ンスプロケット７６を合力軸６７に組付ける。

【００８２】したがって、上述したように構成した動力
ユニット４は、バッテリー１６が着脱自在に接続される
電極端子２６をハウジング３１に一体的に設けているか
ら、この電極端子２６に接続する配線を全て動力ユニッ
ト４の内方に収容することができる。

【００８３】この結果、動力ユニット４とバッテリー１
６との間の空間を狭く形成することができ、外装カバー
４３にもたせる防水機能を省くことができるし、外装カ
バー４３を設けない構成を採ることもできる。この実施
の形態で示したように外装カバー４３を設ける構造で
も、外装カバー４３の設計上の自由度や、意匠上の自由
度が向上する。

【００８４】電極端子２６を動力ユニット４に組付ける
作業は、動力ユニット４を車体に搭載する以前に作業ス
ペースが広い状態で行うことができるから、電極端子２
６の組付作業および配線作業の作業性が向上する。

【００８５】この実施の形態による動力ユニット４は、
モータ５２を軸線方向がペダルクランク軸５１と平行に
なる状態でペダルクランク軸５１より車体の後方に配設
するとともに、前方にコントローラ５３を配設し、これ
らのモータ５２およびコントローラ５３を、ハウジング
３１に車体左側から組付ける構造とし、モータ５２およ
びペダルクランク軸５１の回転を合力軸６７に伝達する
歯車式動力伝達装置５４を、ハウジング３１に車体右側
から組付ける構造を採っているから、モータ５２、コン
トローラ５３および歯車式動力伝達装置５４をペダルク
ランク軸５１の軸線方向と平行な方向に組付けることが
できる。しかも、ハウジング３１の部材取付部の加工も
ペダルクランク軸５１の軸線方向と平行な方向から行う
ことができる。

【００８６】また、発熱部材であるモータ５２とコント
ローラ５３とをハウジング３１の前端部と後端部とに離
間させて配置できるから、これら両者の間の熱伝達経路
を長くとることができる。

【００８７】さらに、ハウジング３１のモータ用収容室
６０とコントローラ用収容室６１とを、ペダルクランク
軸支持用のボス５８と、このボス５８に一体に形成した
仕切壁５９とによって画成しているから、モータ５２と
コントローラ５３との間の熱伝達経路の途中に前記ボス
５８と仕切壁５９とが位置し、モータ５２からコントロ
ーラ５３に向かって伝達される熱や、コントローラ５３
からモータ５２に向って伝達される熱をボス５８と仕切
壁５９とによって遮ることができる。これとともに、ボ
ス５８および仕切壁５９が実質的に受熱部材として機能
し、前記熱をハウジング３１に伝達することができる。

【００８８】さらにまた、コントローラ５３をプリント
配線板１２１に電子部品を実装した構造とし、前記プリ
ント配線板１２１を、コントローラ用収容室６１におけ
るペダルクランク軸５１とは反対側の端部（前端部）に
主面が車体の前後方向を指向するように配設し、このプ
リント配線板１２１と、ボス５８および仕切壁５９との
間に、センサ５５およびケーブルを配設しているから、
コントローラ５３をハウジング３１の外周壁５６の近傍
に占有空間が可及的狭くなるように配設することがで
き、コントローラ５３とボス５８および仕切壁５９との
間に断熱用の空間を広く形成することができる。また、
前記断熱用の空間を利用してセンサ５５と配線を収容す
ることができる。

【００８９】加えて、センサ５５をハウジング３１にペ
ダルクランク軸５１の軸線方向と平行な方向から組付け
る構造を採っているから、ハウジング３１に収容する全
ての電装部品をペダルクランク軸５１の軸線方向と平行
な方向に組付けることができる。

【００９０】また、モータ５２をインナーロータ式と
し、ハウジング３１におけるモータ用収容室６０を形成
する外周壁５６と仕切壁５９にステータ７８を固定して
いるから、ステータ７８の熱を伝導によってハウジング
３１に放散させることができる。

【００９１】さらに、ペダルクランク軸５１に合力軸６
７を同軸状に回転自在に支持させ、ペダルクランク軸５
１をこれと同軸状に設けた遊星歯車式増速機９１を介し
て前記合力軸６７に連結し、前記遊星歯車式増速機９１
は、太陽歯車９５を合力軸６７に設け、外周歯車９６を
トルク反力受け装置１０１を介してハウジング３１に接
続するとともにセンサ５５を接続し、前記トルク反力受
け装置１０１を、圧縮コイルばね１０５と第１および第
２のばね受け部材１０３，１０４とから形成してハウジ
ング３１にペダルクランク軸５１の軸線方向と平行な方
向から組付ける構造としたから、人力の大きさを検出す
るために設けるトルク反力受け装置１０１もペダルクラ
ンク軸５１や歯車群と同じ方向から組付けることができ
る。

【００９２】さらにまた、ハウジング３１と、モータカ
バー３４およびコントローラカバー３５との合わせ面を
同一平面上に形成しているから、ハウジング３１とモー
タカバー３４との間と、ハウジング３１とコントローラ
カバー３５との間を一つのシール部材６２でシールする
ことができる。

【００９３】前記両カバー３４，３５の合わせ面が同一
平面上に位置しているにもかかわらず、両カバー３４，
３５を一体に形成していないのは、ロータ７９の車体左
側の端部を支持するモータカバー３４を簡単に製造でき
るようにするためである。すなわち、ロータ７９の車体
左側の端部を支持する軸受８１を取付けるための内側ボ
ス３４ａをモータカバー３４に形成するときに、モータ
カバー３４を旋盤などによって回転させて内側ボス３４
ａを切削によって簡単に形成することができる。

【００９４】なお、この実施の形態ではペダルクランク
軸５１の回転を増速して合力軸６７に伝達するために遊
星歯車式増速機９１を用いる例を示したが、遊星歯車式
増速機９１の代わりに遊星ローラ式増速機を用いること
もできる。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、バ
ッテリー接続用電極端子に接続する配線を全て動力ユニ
ットの内方に収容することができるから、動力ユニット
とバッテリーとの間の空間を狭く形成することができ
る。

【００９６】このため、外装カバーにもたせる防水機能
を省くことができるし、外装カバーを設けない構成を採
ることもできる。外装カバーを設ける構造でも外装カバ
ーの設計上の自由度や、意匠上の自由度が向上する。

【００９７】また、バッテリー接続用電極端子を動力ユ
ニットに組付ける作業は、動力ユニットを車体に搭載す
る以前に作業スペースが広い状態で行うことができるか
ら、組付作業および配線作業の作業性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る電動自転車の側面図である。

【図２】 動力ユニット搭載部分を拡大して示す側面図
である。

【図３】 車体フレームにおける動力ユニット支持部分
の側面図である。

【図４】 カバーを外した動力ユニットの左側面図であ
る。

【図５】 カバーを外した動力ユニットの右側面図であ
る。

【図６】 図４におけるVI−VI線断面図である。

【図７】 図５におけるVII−VII線断面図である。

【図８】 動力ユニットハウジングの左側面図である。

【図９】 動力ユニットハウジングの右側面図である。

【図１０】 図８におけるX−X線断面図である。

【図１１】 図９におけるXI−XI線断面図である。

【図１２】 電極端子取付部を拡大して示す平面図であ
る。

【図１３】 コントローラの平面図である。

【図１４】 コントローラの側面図である。

【図１５】 コントローラの底面図である。

【図１６】 図１３におけるXVI−XVI線断面図である。

【図１７】 電極端子を示す図である。

【図１８】 バッテリー支持部材の側面図である。

【図１９】 バッテリー搭載部分の平面図である。

【図２０】 動力ユニット支持用ブラケットの底面図で
ある。

【図２１】 荷重受け部材の平面図である。

【図２２】 荷重受け部材における電極端子を挿入する
部分の断面図である。

【図２３】 ガイド部材を示す図である。

【図２４】 バッテリーの左側面図である。

【図２５】 バッテリーの背面図である。

【図２６】 バッテリーの平面図である。

【図２７】 バッテリーの底面図である。

【符号の説明】

１…電動自転車、４…動力ユニット、１６…バッテリ
ー、２２…放電端子、２６…電極端子、３１…ハウジン
グ、５２…モータ、５３…コントローラ、１３４〜１３
８…ケーブル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ペダルクランク軸を動力ユニットに回転
   自在に支持させ、この動力ユニットの上方であってシー
   トチューブと後輪との間にバッテリーを搭載した電動自
   転車において、前記動力ユニットのハウジングの上端部
   に、前記バッテリーが着脱自在に接続されるバッテリー
   接続用電極端子を上方に突出するように一体的に設けた
   ことを特徴とする電動自転車。